收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

泥质弱胶结岩体的重组与力学特性演化研究

赵维生  
【摘要】:泥质弱胶结岩体作为一种特殊的软岩,其力学性质极易受环境因素影响而发生劣化,从而给相应工程的施工和建设造成影响。然而,破坏后的泥质弱胶结岩体在一定赋存环境和应力环境作用下发生结构重组,重组后的岩体具有一定的力学性质,重组岩体形成的承载结构又有利于泥质弱胶结地层巷道围岩的稳定。本文以内蒙古五间房西一矿三种不同黏土矿物含量的泥质弱胶结岩体为研究对象,分别开展岩体失吸水演化试验、破裂岩体的结构重组试验和结构重组岩体的力学性质试验,结合损伤力学理论和数值分析,对基于赋存环境影响的泥质弱胶结岩体结构重组演化机制、力学特性演化规律和相应岩体巷道的围岩稳定性进行了系统的研究。主要工作和研究成果如下:(1)基于X射线衍射分析、电镜扫描、液塑限测定以及原生岩体试样的力学性能测试等试验,揭示了泥质弱胶结岩体的基本物理与力学性质随黏土矿物含量和含水率变化的演化规律,为研究泥质弱胶结岩体的结构重组演化机制奠定基础。(2)采用自行研发的集监测-记录为一体的高精度岩体失吸水演化试验系统,制定了合理的试样尺寸和试验方案,并引入石英砂材料作为对比和参考,揭示了赋存环境影响下的不同黏土矿物含量泥质弱胶结岩体的失吸水演化规律,揭示了黏土矿物在赋存环境影响下对岩体中水分散失的调节作用。(3)对已有的重组试验装置进行改进,基于破坏岩体的原生结构面,开展不同约束条件、黏土矿物含量和重组荷载作用下的岩体结构重组试验,揭示了泥质弱胶结岩体的重组演化机制,并采用GDS高级岩土三轴试验仪,对重组岩体试样进行单、三轴力学性质试验,揭示了泥质弱胶结重组岩体的力学特性随黏土矿物含量、含水率及重组荷载等因素变化的演化规律。(4)基于试验数据,从损伤力学的基本理论出发,结合统计强度理论和屈服准则等理论,建立了泥质弱胶结岩体的水化-力学耦合损伤本构模型,并对损伤进行了引申定义。(5)综合地层含水率、赋存环境影响下的围岩含水率影响半径和失吸水量、地层埋深、侧压系数以及岩体黏土矿物含量等因素对巷道围岩稳定性的影响,分别进行了数值分析,揭示了上述复杂条件影响下的泥质弱胶结岩体巷道围岩稳定性演化规律,并通过自行研发的二次数值计算程序,揭示了泥质弱胶结岩体巷道开挖后的扰动主应力偏转规律。


知网文化
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978